در واقع، شبیه سازی گیاهان بسیار ساده تر از آن چیزی است که ما می توانیم تصور کنیم. ساختار ساده تر گیاهان در مقایسه با حیوانات امکان شبیه سازی نمونه ها را نه تنها در آزمایشگاه، بلکه در خانه نیز فراهم می کند. بر خلاف جانوران برتر که در طبیعت فقط از طریق جنسی تولید مثل می کنند، گیاهان علاوه بر تولید مثل جنسی، با تولید مثل رویشی نیز مشخص می شوند. تولید مثل رویشی یکی از انواع تولید مثل غیرجنسی است. در گیاهان، با جدا شدن از مادر دختران - ریزوم ها، شاخه ها، پیازها، غده ها و غیره مشخص می شود.
کلونینگ. صفحه اصلی
همه ما در مورد شبیه سازی موفق حیوانات می دانیم. در سال 1996 گوسفند دالی متولد شد که کپی دقیقی از سلف خود بود. این رویداد هم در جامعه علمی و هم در فرهنگ عامه نقطه عطفی بود. دانشمندان و رسانه ها در مورد احتمال شبیه سازی انسان یا حیوانات بزرگتر نگران بوده اند. همه شبیه سازی گیاهان را فراموش کردند - این خیلی جالب و جدید نیست. اما حتی کلمه "کلون" بایونانی باستان به عنوان "شاخه، شاخه، فرزندان" ترجمه می شود، که بدون شک نشان دهنده رشد اولیه گیاهان به عنوان هدف شبیه سازی برای اهداف پرورشی است.
تکثیر غیرجنسی گیاهان یک فرآیند طبیعی است
همانطور که قبلاً گفتیم، گیاهان با تولید مثل غیرجنسی و تولید مثل جنسی مشخص می شوند. هر باغبان و باغبانی با دستان خود حداقل یک بار موفق ترین نمونه های گوجه فرنگی، درخت سیب، گل باغ و غیره را شبیه سازی کرده است. برای شبیه سازی کاشت در خانه کافی است سلول های زنده و سالم یک گل، بوته یا درخت را بردارید. (برگ، ساقه، ریشه، قلمه و غیره) و شرایط مناسبی را برای رشد آنها ایجاد کنید. پس از مدتی گیاه بالغی به دست خواهیم آورد که از نظر ژنتیکی با مادر تفاوتی ندارد. به طور معمول، سلول‌های مریستم آپیکال (یعنی سلول‌هایی که در بالای شاخه‌های گیاه و در انتهای ریشه‌های آن قرار دارند) برای ایجاد یک کلون از گیاهان گرفته می‌شوند. این سلول ها تشکیل تمام اندام های گیاه را انجام می دهند، بنابراین، هنگام شبیه سازی با کمک آنها، یک فرد جدید از گیاه بسیار سریعتر رشد می کند.
مزایا و معایب شبیه سازی گیاهان
افزایش تعداد گیاهان از طریق شبیه سازی هم مزایا و هم معایبی دارد. برای شبیه سازی، نمونه هایی را با بالاترین ویژگی های کیفی انتخاب می کنیم. به عنوان مثال، ما شاخه های آن بوته های توت فرنگی را انتخاب می کنیم که بزرگترین و شیرین ترین توت روی آنها می رسد. یا لامپ های درخشان ترین و مقاوم ترین لاله ها را انتخاب کنید. هر ساکن تابستانی می تواند نمونه های زیادی از شبیه سازی گیاهان در باغ خود ارائه دهد. چگونهتمرین ثابت کرده است که جمعیت گیاهانی که با استفاده از شبیه سازی رشد می کنند بسیار تمیزتر و پربارتر از جمعیتی است که از دانه ها رشد می کنند. اما جنبه‌های تاریکی نیز برای شبیه‌سازی وجود دارد که اغلب کیفیت کلون‌ها را به خطر می‌اندازد.
معایب شبیه سازی
مشکل اصلی ایجاد کلون‌ها این است که هنگام شبیه‌سازی یک یا حتی چند گیاه، کد ژنتیکی به شدت تحلیل می‌رود. بیهوده نیست که طبیعت در همه چیز به ما تنوع ژنتیکی داده است - به موجودات زنده کمک می کند تا زنده بمانند و از نسلی به نسل دیگر دستخوش تغییرات مهمی شوند. گیاهانی که در نتیجه شبیه سازی به دست می آیند کاملاً با شرایط زندگی وحشی سازگار نیستند. به هر حال، همه افراد دارای کد ژنتیکی یکسانی هستند، به این معنی که در طبیعت برنامه ریزی شده اند تا به یک روش رفتار کنند. به عنوان مثال، یک سویه از یک بیماری می تواند آنها را از بین ببرد، در صورتی که گیاهان با ژنتیک متفاوت آن را متفاوت درک کنند.
کلون های خراب
هر چه فرآیند شبیه‌سازی به شرایط آزمایشگاهی نزدیک‌تر باشد، در نهایت پیوند کلون‌ها در زمین باز و رشد آنها به تنهایی دشوارتر می‌شود. در شرایط ایده آل، نمونه ها فقط مصرف را یاد می گیرند. گیاهان نمی دانند چگونه اکسیژن کافی تولید کنند یا از خود مراقبت کنند. بنابراین مهم است که هر از گاهی به نهال ها فرصتی داده شود تا در شرایط وحشی و غیر گلخانه ای بیشتر قرار بگیرند تا نهال ها مهارت های لازم برای زندگی مستقل را توسعه دهند.
محیط توسعه مناسبکلون
برای اینکه کلون های مریستم آپیکال تا حد امکان سالم رشد کنند، باید در محیطی غنی از مواد مغذی قرار گیرند. همچنین، گیاهان باید نور، رطوبت و دمای هوا بهینه را فراهم کنند. نمونه های کلون شده به ویژه به تمام تفاوت های ظریف محیط حساس هستند. معمولاً در مرحله اولیه شبیه سازی از محلول های غذایی خاص استفاده می شود. آنها در طیف گسترده ای از فروشگاه ها فروخته می شوند. از این داروها که به رشد سریعتر گیاه شبیه سازی شده کمک می کند، یک محرک تشکیل ریشه جدا می شود. سپس بچه‌ها در خاکی که حاوی باکتری‌های مفید و کودهای شیمیایی است قرار داده می‌شوند.
کلون سازی با قلمه ها
چگونه گیاه مناسب را در خانه شبیه سازی کنیم؟ تنوع زیادی از تفاوت های ظریف در تکثیر گیاهان با قلمه وجود دارد. ما فقط به قوانین اصلی برای کشت در این راه توجه می کنیم.
مرحله اول
در مرحله اول شبیه سازی گیاهان از گیاه مادر، باید ساقه مورد نظر خود را جدا کنید. برای این کار یک جسم برش تیز کوچک مناسب است - قیچی ناخن، تیغ تیغ، چاقوی کوچک و غیره. شی انتخاب شده برای ختنه باید با الکل ضد عفونی شود تا باکتری ها وارد برش نشوند.
برش باید روی شاخه های جوان سالم با همان شاخ و برگ سبز جوان ایجاد شود. قلمه ها از شاخه های پایینی گیاه بریده می شوند - آنها سریعتر ریشه می گیرند. قلمه باید 10 تا 20 سانتی متر طول داشته باشد و دقیقاً در جایی که به شاخه می پیوندد با زاویه 45 درجه برش دهید. بلافاصله پس از برش قلمهباید در ظرف آب با اسیدیته 5، 8-6، 2 باشد تا از بهبود بریدگی جلوگیری شود، از عفونت با باکتری های مضر جلوگیری شود و البته رطوبت لازم گیاه تامین شود.
مرحله دوم
در مرحله دوم شبیه سازی گیاهان، ریشه زایی آنها آغاز می شود - یعنی تشکیل ریشه. برای اینکه ریشه ها ضخیم تر و قوی تر شوند، تمام برگ ها از قلمه جدا می شوند. برش در صورت نیاز به روز می شود. می توانید گیاه را در آب معمولی بگذارید و منتظر بمانید تا ریشه ها جوانه بزنند، اما بهتر است از یک فعال کننده ریشه خانگی یا خریداری شده استفاده کنید.
از فعال کننده های رشد ریشه غیر کارخانه ای، می توان از اسیدها استفاده کرد: ایندولیل استیک، ایندولیل بوتیریک، نفتیل استیک، سوکسینیک و پرمنگنات پتاسیم. از ریشه سازهای ایمن، عسل ساده شناخته شده است که باید برش را در آن فرو کرد و همچنین آب آلوئه. مصرف بیش از حد فعال کننده های رشد نباید مجاز باشد - در نتیجه رشد گیاه ممکن است متوقف شود و حتی بمیرد.
ریزاقلیم
سطح رطوبت در طول رشد کلون ها باید حداقل ۸۰٪ باشد، زیرا تا زمانی که ریشه ها رشد نکنند، قلمه ها رطوبت هوا را دریافت می کنند. دمای اتاق با نهال ها باید حداقل 23 درجه و گاهی بیشتر از 25 باشد.
نورپردازی
در طول ریشه زایی، کلون ها به نور بسیار روشن نیاز دارند. برای تامین نور از لامپ های فلورسنت نئون استفاده می شود. فلورسنت یا صرفه جویی در انرژی. هرچه طیف نور لامپ بزرگتر باشد، بهتر است. برخی از پرورش دهندگاناز لامپ های قرمز و آبی استفاده کنید که نور آنها کم است، اما برای گیاهان نیز مفید است. لامپ ها در تمام طول روز کار نمی کنند. حالت نور باید روی 18/6 یا 16/8 تنظیم شود. گیاهان نیز باید بخوابند.
ریزازدیادی گیاه
از آنجا که شبیه سازی قلمه دارای معایبی است، پیشرفت های اصلاحی ما را به مفهوم تکثیر ریز گیاهان سوق داده است. تکثیر گیاهان با قلمه با جمعیت های کم در باغبانی خصوصی بهتر خود را نشان می دهد. در جامعه علمی، با شبیه‌سازی استاندارد گیاهان، دانشمندان با مشکلاتی مواجه شده‌اند:
- تکثیر درختان مخروطی و برخی از درختان برگریز (مثلاً بلوط) و همچنین درختان خشکبار از طریق قلمه زدن مشکل است.
- از طریق قلمه زدن، بسیاری از انواع درختان بالای 10-15 سال عملاً تولید مثل نمی کنند.
- همیشه نمی توان مواد استاندارد برای کاشت به دست آورد، زیرا شبیه سازی قلمه ها به احتمال زیاد کلون ها را آلوده می کند.
- تکثیر گیاهان چوبی بالغ با پیوند دشوار است.
فواید میکروکلونینگ گیاهان
تکثیر میکروکلونال گیاهان دارای چندین مزیت است که با شبیه سازی نمونه ها به روش معمول - قلمه ها نمی توان به آنها دست یافت. بسیاری از باغبانان اکنون شروع به علاقه مندی به میکروبیولوژی کرده اند و مواد و دستگاه های لازم برای میکروکلونینگ را خریداری می کنند. از یک طرف، عملکرد گیاهان به دست آمده از طریق شبیه سازی سلولی از نظر کیفیت بسیار برتر استمحصول کشت شده از قلمه ها:
- مواد کاشت از نظر ژنتیکی همگن است - این می تواند هم مثبت و هم منفی باشد.
- از مواد کاشت بدون ویروس استفاده کنید زیرا میکروکلونینگ از سلول های مریستم استفاده می کند.
- توانایی بالا در تولید مثل هر نوع گیاه. حتی مخروطیان.
- زمان کمتری برای توسعه واریته‌های گیاهی جدید و بهبود یافته صرف می‌شود.
- گیاه از مرحله جوانی سریعتر به مرحله زایشی حرکت می کند.
- تکثیر ریز گیاهان می تواند در تمام طول سال در تأسیسات ویژه انجام شود.
- نهال هایی که از این طریق به دست می آیند فضای کمتری را نسبت به قلمه ها اشغال می کنند.
مراحل میکروکلونینگ گیاه
فقط پنج مورد از آنها وجود دارد:
- در یک میکروسکوپ در شرایط استریل، مقدار کمی مریستم از گیاه کنده می شود. به این می گویند نمونه برداری برای شبیه سازی. تمام بافت ها و اندام های کلون آینده از مریستم در آینده ظاهر خواهند شد.
- بعلاوه، بافت مریستم مانند برش درمان می شود - برش ضد عفونی می شود و نمونه در یک محیط غذایی قرار می گیرد.
- هنگامی که گیاه به مرحله میکروکپی رسید، قلمه ها را دوباره زیر میکروسکوپ از آن جدا می کنند و هر کدام را در محلول غذایی قرار می دهند. سپس از هر قلمه یک میکرو گیاه رشد می کند. مجدداً از آن قلمه ها گرفته شده و ریزنمرات از آنها رشد می کنند. این کار به تعداد نامحدودی ادامه می یابد تا زمانی که تعداد مورد نیاز کلون تشکیل شود.
- گیاهان رشد یافته در گیاهان مخصوص برای آماده شدن برای شرایط زندگی در فضای باز کاشته می شوند.
- گیاهان بالغبه گلخانه پیوند زده و برای کاشت در خاک باز آماده می شود.
